И.Лисов по материалам НПО имени СА.Лавочкина и ИПМ имени М.В.Келдыша. Буквально за три дня до пуска баллистику пуска АМС “Марс-96” пришлось пересчитать, так как масса космической головной части увеличилась на 30 кг за счет заправки дополнительных компонентов топлива в двигательную установку (ДУ) системы обеспечения запуска (СОЗ) разгонного блока 11С824Ф.

Сокращенный вариант расчетной циклограммы пуска КА “Марс-96” с учетом увеличенной топливной заправки по состоянию на 14 ноября приведен в Табл.1. Отсчет времени ведется от контакта подъема, который согласно полетному заданию был установлен в 23:48:52.856 ДМВ.

Расчетная длительность первого включения ДУ РБ — 96.522 сек, расчетное приращение скорости 357.547 м/с. Абсолютная скорость при выходе на опорную орбиту 7843.1 м/с. Длительность второго включения ДУ РБ 529.16 сек, расчетное приращение 3146.065 м/с. Отделение КА от РБ производится пружинными толкателями с усилием 4400 кгс, причем КА получает относительную скорость 0.58 м/с, а РБ — 0.28 м/с. Абсолютная скорость КА после отделения 10684.8 м/с. Номинальная длительность работы АДУ КА 173.61 сек, номинальное приращение 536.601 м/с. Абсолютная скорость КА при выходе на траекторию (высота 1192 км над точкой 23.66°с.ш., 8.52°в.д.) 10702.9 м/с.

В результате АМС “Марс-96” должна была выйти на гелиоцентрическую орбиту с параметрами на 25 ноября:

— Большая полуось 185.759 млн км;

— Эксцентриситет 0.20634;

— Наклонение 2.11°;

— Период 505.4 сут;

Перелет к Марсу должен был продлиться 299 сут 14.9 час.

* Ожидается, что до конца текущего года российский парламент обсудит законопроект о коммерческой космической деятельности. С принятием его будут устранены некоторые законодательные препятствия получению прибыли от космической деятельности. Об этом сообщил в интервью Рейтер представитель РКА Владимир Умников. * 23 октября 1996 г. американская компания “DirecTV Inc.” объявила, что количество подписчиков одноименной системы прямого спутникового телевещания в США достигло 2 млн. “DirecTV”, основанная в июне 1994 г. компаниями “Hughes Electronics”, AT&T, “Thomson SA” и “Hubbard Satellite Broadcasting”, предлагает подписчикам более 175 каналов цифрового телевидения. На долю двух других американских провайдеров, “EchoStar Communications” и “Primestar Partners”, приходится 1.4 млн подписчиков.

2 секунды полета... Фото О.Шиньковича.

И.Лисов. НК. О неудаче писать тяжело, но нужно вернуться в эти сумасшедшие сутки, которые для участников работ прошли как одна долгая ночь с 16 на 18 ноября, и рассказать хотя бы то немногое, что уже известно. При составлении отчета о запуске и полете КА “Марс-96” были использованы материалы пресс-конференции в РКА, состоявшейся утром 18 ноября 1996 г., сообщения ИПМ имени М.В.Келдыша, ИКИ РАН, НПО имени С.А.Лавочкина, NASA, Рейтер, ЮПИ, а также беседа автора с Н.М.Ивановым.

В ночь с 16 на 18 ноября...

244-й пуск РН семейства “Протон” был выполнен силами 2-го Центра испытания и применения космических средств под командованием полковника Александра Николаевича Глухова с левой пусковой установки 200-й площадки (которую называют также 548-м сооружением), расположенной в точке с координатами 46°02'22''с.ш., 63°01'58''в.д. Азимут стрельбы составлял 61°19'40”.

Три ступени носителя 8К82К, заводской номер 392-02, произведенного ГКНПЦ имени М.В.Хруничева, отработали штатно и вывели космическую головную часть на суборбитальную траекторию. (Правда, упавшая в Горном Алтае вторая ступень убила корову, но это уже лирика.) Первым включением двигателя 11Д58М разгонного блока связка РБ+КА была выведена на опорную орбиту ИСЗ. Первое включение контролировалось средствами 13-го Отдельного командно-измерительного комплекса (ОКИК-13) в селе Нижние Тальцы под Улан-Удэ и ОКИК-15 в селе Галёнки под Уссурийском. Связка ушла из зоны видимости в расчетное время, в 00:09 ДМВ (траекторные измерения прекратились в 00:07:32). По данным измерений с одной точки (ОКИК-15) параметры опорной орбиты могли быть определены со значительными погрешностями (до 20 км по высоте), но измеренные с ОКИК-15 дальности не отличались сильно от расчетных. Расчетные параметры опорной орбиты были: наклонение 51.53°, высота 150.8x165.7 км над поверхностью эллипсоида, период 87.47 мин.

Связь с АМС “Марс-96” должна была возобновиться в начале второго витка, 17 ноября в 01:11 ДМВ через НИП-16 под Евпаторией, больше известный как Центр дальней космической связи. К этому моменту должны были пройти второе включение разгонного блока, отделение КА и включение двигателя автономной ДУ для выведения на трассу межпланетного перелета. Все названные операции должны были пройти автоматически и не контролировались с Земли. Судно слежения, которое могло бы принимать информацию в это время и помочь быстрее понять ситуацию, так и не было направлено к берегам Африки.

Некоторые данные по РН “Протон-К” для запуска АМС “Марс-96” Масса РН “Протон-К” с космической ГЧ на старте Масса РН “Протон-К” с космической ГЧ в момент отрыва Тяга шести двигателей 14Д14 первой ступени Масса 1-й ступени в момент отделения Масса 2-й ступени в момент отделения Масса 3-й ступени в момент отделения Масса головного обтекателя Масса космической головной части после сброса ГО 694873 кг 694473 кг 902826.4 кгс 38159 кг 13903 кг 5362.5 кг 1879 кг 24721 кг Некоторые расчетные данные по космической ГЧ В состав космической головной части при запуске АМС “Марс-96” входили разгонный блок 11С824Ф, головной обтекатель, космический аппарат М1, переходная ферма, сбрасываемый нижний переходник и сбрасываемый средний переходник. Для обеспечения запуска основной ДУ 11Д58М разгонного блока используются две ДУ 11Д79 системы обеспечения запуска, работающие на азотном тетраоксиде и НДМГ. Основная ДУ РБ работает на жидком кислороде и горючем РГ-1. Ее начальная тяга 8776 кгс, номинальная 8551 кгс. Масса головного блока после отделения (без нижнего переходника) Масса головного блока после сброса среднего переходника Масса головного блока после первого включения ДУ РБ Масса космического аппарата при отделении от РБ Масса космического аппарата в момент включения АДУ Масса космического аппарата при отделении от РБ Масса космического аппарата после коррекций Масса космического аппарата после сброса MAC Заправка компонентов топлива АДУ КА: амил (AT) (4 бака) гептил (НДМГ) (4 бака) Заправка компонента топлива ДУ ориентации и стабилизации КА: аминол (гидразин) (2 бака) Масса АДУ КА при сбросе на орбите спутника Марса Масса КА после сброса АДУ 24435.9 кг 23760.6 кг 21443.5 кг 6827.5 кг 6825 кг 5678.5 кг 5621 кг 5445 кг 1909.65 кг 923.07 кг 188.15 кг 573 кг 3001 кг

Антенны НИП-16 были наведены на точку, где станция, заканчивающая доразгон с помощью АДУ и выходящая на гиперболу, должна была взойти над горизонтом. Видимость станции в Евпатории должна была начаться в 01:10:33 ДМВ, а так называемая семиградусная зона, когда объект поднимается на 7° над горизонтом и начинается устойчивая связь — в 01:11:22. Измерение текущих навигационных параметров — траекторная информация для баллистиков — должно было начаться в 01:38. (Режим приема информации переключается на Земле — либо телеметрия, либо траекторная информация. Телеметрия имела приоритет.)

Со штатной траектории антенна АДУ-1000 (эта конструкция с 8 отражателями хорошо известна по многочисленным снимкам) сигнала не приняла. Тогда, как сообщил на пресс-конференции 18 ноября Генеральный конструктор НПО имени С.А.Лавочкина С.Д.Куликов, одно из средств приема информации было переброшено на промежуточную орбиту. “И вот на промежуточной орбите, практически случайно, схватили сигнал с аппарата.”

Сигнал со станции “Марс-96” был принят в 01:19:14 и принимался до 01:26:55 ДМВ, хотя штатная продолжительность зоны связи с Евпаторией составляла несколько часов. Полезную информацию удалось выделить в интервале 01:22:22-01:23:53 ДМВ. Телеметрия шла в шумах, как будто аппарат находился не в центральном луче диаграммы направленности антенн, а в боковом. Телеметрия показала раскрытие солнечных батарей, штанг приборов и научных платформ — всех элементов конструкции аппарата, сообщила температуру и давление в баках АДУ станции. Вот только произошло это все на несколько минут раньше, чем полагалось по штатной циклограмме. А так — шел нормальный первый сеанс, аппарат разворачивался, пытался найти датчиками Солнце, которого найти не мог, потому что все еще был в тени.

“И после этих вот четырех минут приема телеметрии сигнал исчез, и исчез он закономерно, потому что [аппарат] ушел из диаграммы направленности антенны, по низкой орбите он быстро прошел, и средства его не отследили.”

Траекторную информацию с “Марса-96” не принимали. Зато начиная с 01:24:00 ДМВ на ОКИК-12 в Колпашеве принималась телеметрия и траекторная информация с разгонного блока. Надо отметить, что на блоке 11С824Ф и на КА “Марс-96” были установлены разные радиотехнические системы. Радиосистема “Марса” с передатчиками сантиметрового и дециметрового диапазонов должна была работать с наземной системой “Квант-Д”, и именно эта система в Евпатории недолго принимала дециметровый сигнал. На разгоннике же стояли система траекторных измерений, работающая с наземной системой “Кама-А” с расчетной дальностью работы до 3000 км, а также телеметрическая аппаратура, работающая с наземной системой МА-9МКТМ-4. На штатной траектории уже в 01:10 блок 11С824Ф должен был подняться на высоту более 1000 км, а к 01:24 — до 4000 км. Если бы все обстояло штатно, траекторные измерения блока Д были бы уже невозможны — и тем не менее они велись.

Итак, одновременно шел прием телеметрии со станции в Евпатории и траекторной информации с разгонного блока в Колпашеве. Этот факт, а также указанные особенности телеметрии с “Марса” означали, что, во-первых, ни высокоэллиптическая орбита, ни отлетная траектория не достигнуты, и во-вторых, станция и разгонник разделились и никакой возможности перевести “Марс-96” на траекторию полета к Марсу нет.

Все эти рассуждения просто строить задним числом. А в реальном времени прийти к ужасному выводу и особенно поверить в него было очень трудно.

С 01:35:00 до 01:38:10 ДМВ сигнал с “Марса” принимала система “Квант-Д” на ОКИК-15 в Уссурийске. Это было лишнее подтверждение того, что никуда мы не летим. Будучи на штатной орбите, аппарат никак не мог быть виден из Уссурийска. Уссурийский сигнал был хуже евпаторийского, извлечь из него полезную информацию не удалось. На этом закончились измерения на втором витке, начался анализ.

По результатам измерений положения блока 11С824Ф с ОКИК-7 (Барнаул), -12 (Колпашево) и -13 (Улан-Удэ) было установлено, что на втором витке параметры его орбиты составили:

— наклонение 51.551°;

— минимальная высота 143.73 км,

— максимальная высота 169.56 км;

— период 87.463 мин;

— время прохождения восходящего узла — 01:05:44 ДМВ.

На третьем витке никаких сигналов с аппарата “Марс-96” принято не было, войти с ним в связь не удалось. Связь с разгонным блоком велась с 02:50:42 до 03:02:28 через ОКИК-14 (Щёлково), ОКИК-12 и ОКИК-7. Российский Центр контроля космического пространства, однако, сообщил, что своими пассивными средствами он наблюдает два объекта, находящиеся на существенно разных высотах. Ни на 4-м, ни на 5-м витке сигналов с “Марса-96 не было, и российский Центр контроля космического пространства его тоже не видел.

Сигнал с разгонного блока на этих двух витках, четвертом и пятом, принимался в Щёлкове. Определялась орбита, которая вела себя как положено — апогей падал быстро, перигей медленно. Судя по увеличению баллистического коэффициента объекта на протяжении 2-3 витков, можно было предположить, что масса РБ уменьшается за счет стравливания топлива. По циклограмме так и должно было быть — остатки топлива разгонного блока должны были быть слиты после второго включения. В момент отделения станции в баках блока имелось приблизительно 14300 кг компонентов топлива, которые медленно сливались за борт. Блок становился легче и тормозился поэтому все сильнее с каждым витком. Его сухая масса составляла 1900 кг.

После пятого витка разгонник уже не проходил в зоне видимости российских средств, но к этому времени через находившегося в Москве представителя NASA Джима Кэмпбелла и американское посольство был налажен обмен информацией с Космическим командованием США. Уже на 3-м витке американцы сообщили российским партнерам, что они засекли единственный объект. После того, как объект попал в поле зрения американцев, у него появилось международное обозначение (1996-064А) и регистрационный номер Космического командования США (24656) Этот единственный объект, как уже понимала российская группа управления, был разгонным блоком 11С824Ф. Но в сводках, выдававшихся через Группу орбитальной информации (OIG) Центра космических полетов имени Годдарда NASA в течение всего воскресенья 17 ноября (чего, кстати, в нормальной обстановке в NASA никогда не делают), он значился как “Mars 96”. До 00:15 GMT 18 ноября OIG выдала 13 наборов орбитальных элементов объекта 064А.

Что касается судьбы станции, то данных для определения ее орбиты не хватало, и позже вероятная орбита “Марса-96” была смоделирована исходя из известных данных по разгонному блоку и логики работы системы управления РБ и КА. Судя по рассогласованию результатов измерений с ОКИК-15 на первом витке и всех измерений на последующих витках, за счет импульса при разделении КА и РБ, ориентации и, возможно, работы двух двигательных установок 11Д79 системы обеспечения запуска (СОЗ) РБ и основного двигателя, разгонник получил приращение скорости порядка 2-3 м/с. Орбита 11С824Ф, однако, так мало отличалась от опорной, что даже нельзя было сказать, включался ли основной двигатель 11Д58М. “Может он работал секунду, может две, может, вообще не работал. Ну кто его знает?” — сказал в беседе с автором ответственный за баллистико-навигационное обеспечение в интересах управления космическим аппаратом Оперативной межведомственной баллистической группы¹ Николай Михайлович Иванов. Отделения двигательных установок системы обеспечения запуска, по-видимому, не произошло — по крайней мере, они не были обнаружены во время наблюдения за разгонным блоком.

В системе управления РБ и КА была заложена следующая логика. Во время второго включения ДУ СОЗ калибруются акселерометры системы — дают ли они разумные величины ускорения и приращения скорости. Если система управления признает акселерометры исправными, после окончания работы ДУ блока рассчитывается уже выданный импульс и вычитается из суммарного импульса, который должны дать ДУ РБ и АДУ КА для выхода на траекторию полета к Марсу. По информации, приведенной на пресс-конференции, в норме на долю ДУ РБ приходится 3150 м/с, а на долю АДУ КА — порядка 560-575 м/с. Если расчетная величина импульса АДУ станции более 600 м/с, достижение заданной скорости невозможно и после отделения станции вместо полного импульса АДУ выдает импульс расхождения — 8.5 м/с. Если же акселерометры признаются неисправными, система управления игнорирует их данные и АДУ станции отрабатывает номинальный импульс 560 м/с.

1На пресс-конференции 18 ноября он был представлен как руководитель Главной баллистической группы.

Включение АДУ происходит по жесткой логике, привязанной к главной команде на отделение АМС “Марс-96”. Через 15 сек после отделения запускаются двигатели малой тяги станции для обеспечения запуска АДУ, а еще через 55 сек — сама АДУ. Но, так как разгонник не работал положенные по циклограмме 528 секунд, все последующие операции, в том числе и включение двигателя АДУ, должны были пройти на несколько минут раньше. Параметры АДУ, сброшенные по телеметрии, подтвердили, что движок станции действительно работал. Баллистики просчитали варианты возможного направления выданного разгонного импульса (предполагалось, что АДУ отработала импульс полностью), проверяя результаты на соответствие фактическим обстоятельствам наблюдений на 2-м и 3-м витках и отсутствию объекта на четвертом. Таким путем была получена вероятная орбита “Марса-96” на 2-м витке — высота в апогее почти 1500 км, высота в перигее — всего 75-80 км. Эти параметры были приведены Н.М.Ивановым на пресс-конференции 18 ноября.

К понижению перигея могло привести нерасчетное направление разгонного импульса, выданного с помощью АДУ. Известно, что при наличии в разгонном импульсе радиальной составляющей апогей задирается вверх, но перигей уходит вниз. А направление импульса и не могло быть расчетным, хотя бы из-за того, что он был выдан на 8-9 минут раньше и в другой точке.

Итак, объект зарывался в атмосферу и на такой “орбите” не мог существовать долго. По-видимому, уже в первом перигее, в конце второго витка, от нагрева при прохождении в плотных слоях отказали бортовые системы Марса-96”, а второе погружение в конце третьего витка оказалось последним. Как заявил Н.М.Иванов, падение космического аппарата “Марс-96” произошло между 03:30 и 04:30 ДМВ (00:30-01:30 GMT) 17 ноября. “При этом в силу того, что никакой информации, никакого контроля здесь со стороны ни американцев, ни наших не было — сказал руководитель, — можно говорить только о том, что так как перицентр находится в районе акватории Тихого океана,” то и приземление произошло примерно “в том же месте, что и блока Д”.

Два пенетратора в принципе могли достигнуть поверхности, а орбитальный блок и МАСы наверняка сгорели в атмосфере, за исключением отдельных деталей. Вполне могли уцелеть три шар-баллона с гелием для наддува АДУ КА, шар-баллон для наддува ДУ ориентации и стабилизации станции и ресивер, два шар-баллона с азотом с МАСов, еще какие-то жаропрочные детали, и капсулы с плутонием радиоизотопных генераторов и обогревателей.

Более точной информации о месте падения пока нет. Приведенные Н.М.Ивановым временные рамки позволили Джеймсу Обергу заключить, что вход “Марса-96” в атмосферу произошел либо над Тихим океаном, либо над Южной Америкой вдоль линии, идущей от севера Чили до Французской Гвианы, либо даже над Атлантикой.

Когда стало ясно, что Марс-96 сошел с орбиты, осталась задача прогноза места падения разгонного блока. На 13-м витке, в 17:21 ДМВ, блок 11С824Ф вновь появился в зоне уссурийского ОКИКа. На всякий случай была сделана попытка войти с ним в связь, но, как и предполагалось, аккумуляторные батареи системы энергопитания уже “сдохли”, и связи не получилось. Начиная с 14-15 витка наблюдение за разгонником велось радиолокационными средствами ЦККП.

Вечером 17 ноября прогнозы как российских баллистических центров ЦККП, ЦУП ЦНИИМаши ИПМ имени М В.Келдыша, так и Космического командования США показывали, что объект сойдет с орбиты в середине 20-го витка и свалится в северной части Австралии. Лишь за пару витков до реального падения прогнозируемая точка “поползла” вдоль трассы на юго-восток и сместилась в Тихий океан.

На основании всей имеющейся информации утром 18 ноября ЦККП, ЦУП ЦНИИМаш и БЦ ИПМ выдали согласованную оценку места падения разгонного блока. Российские специалисты пришли к выводу, что разгонный блок 11С824Ф вошел в атмосферу в понедельник 18 ноября в 04:13 ДМВ (01:13 GMT), а его обломки упали в 04:20 ДМВ в Тихом океане в точке 50.9°ю.ш., 168.1°з.д. — это вблизи острова Окленд, примерно в 300 км южнее Новой Зеландии. Это так называемая “центральная” точка прогноза, а с учетом неопределенности расчета фактическое время падения заключено в пределах от 04:10 до 04:24 ДМВ, что соответствует крайним точкам 33.0°ю.ш., 147.2°в.д. (провинция Новый Южный Уэльс, Австралия) и 50.2°ю ш., 140.7°з.д. (южная часть Тихого океана).

По информации ИПМ имени М.В.Келдыша, неточность этого прогноза вызвана (в порядке уменьшения значимости) отсутствием наземных станций наблюдения вблизи точки падения, отсутствием информации о реальной массе, ориентации и вращении блока в атмосфере и характере обтекания, неопределенностью модели атмосферы (плотность, давление, ветры) на высотах от 120 до 0 км, и наконец погрешностями определения орбит.

Свой прогноз точки падения объекта 1996-064А дало и Космическое командование США. Представитель штаб-квартиры этой организации в Колорадо-Спрингс дал несколько иное время падения — 04:30 ДМВ (01:30 GMT), и поэтому у них точка падения сместилась дальше к востоку и попала в район южнее о-ва Пасхи. Космическое командование заявило, что оно не может определить, достигли ли какие-нибудь части объекта поверхности Земли.

Бесславный конец миссии “Марс-96” сопровождался шумным международным спектаклем под названием “Русский плутоний падает на Австралию”. Суть происходившего в следующем.

На каждой малой автономной станции и на каждом пенетраторе КА “Марс-96” были установлены радиоизотопные термоэлектрические генераторы, работающие на плутонии-238, для питания этих автономных аппаратов на поверхности Марса. Гендиректор организации-разработчика Алексей Антонович Пустовалов продемонстрировал корреспондентам макет генератора, а также капсулы с изотопом, предназначенной для обогрева научной аппаратуры. Всего, как сказал на пресс-конференции 18 ноября Ю.Г.Милов, на станции находилось около 270 г плутония. На каждой из MAC имеется четыре капсулы по 15 г изотопа в каждой — две для питания, две для обогрева. На каждом пенетраторе — пять капсул, из них две для питания и три для обогрева. Активность каждой капсулы — 280 кюри.

Плутоний-238 как изотоп существенно радиоактивен, но, что еще хуже, плутоний как химический элемент чрезвычайно ядовит и является сильнейшим канцерогеном. Угроза катастрофы с выбросом плутония на поверхность и в атмосферу Земли является постоянной головной болью всех разработчиков дальних и автономных станций, которые не в состоянии питаться от солнечных батарей.

“Мы при разработке этого источника руководствовались принципами, которые приняты Генеральной ассамблеей ООН в декабре 1992 г., — сообщил А.А.Пустовалов, — где рекомендовалось при разработке таких потенциально опасных источников обеспечить их радиационную безопасность за счет использования радионуклида в физической форме, которая не растворяется в воде, щелочных и кислотных растворах, и обеспечить в случае нерасчетного схода с расчетной орбиты системой защитных оболочек. Здесь все это было выполнено.

Аварии “Марса-96” предшествовала целая серия инцидентов с КА, несущими радиоактивные вещества. 21 апреля 1964 г. запуск КА “Transit VBN-3”, являющегося прототипом американского навигационного спутника, закончился аварией носителя. Аппарат разрушился на высоте около 80 км, и примерно 90-100 граммов плутония было рассеяно в атмосфере. 18 мая 1968 г закончился аварией запуск американского экспериментального метеоспутника “Nimbus В”. Два плутониевых генератора не разрушились и не только были извлечены из Атлантического океана, но и использованы повторно на одном из следующих аппаратов 19 февраля 1969 г разрушилась в полете РН “Протон-К” с первым советским луноходом Е-8 №201. О судьбе радиоизотопного генератора на полонии-210, предназначенного для подогрева аппарата в течение лунной ночи, до последнего времени не было ничего известно. Недавно ветеран НПО имени С.А.Лавочкина В.П.Долгополов рассказал корреспонденту “НК” Константину Лантратову, что генератор удалось обнаружить в солдатской казарме одной из воинских частей. Зима 1968/1969 года была на Байконуре очень холодной, и солдаты пользовались генератором по прямому назначению — обогревались с его помощью. 17 апреля 1970 г. лунный модуль “Aquarius” лунной экспедиции “Apollo 13” вошел в атмосферу Земли, и находившиеся на его борту плутониевые элементы покоятся на дне Тихого океана восточнее Новой Зеландии. 24 января 1974 г. сошел с орбиты советский спутник морской космической разведки “Космос-954”, источником энергии которого был ядерный реактор. Обломки аппарата выпали на севере Канады и вызвали радиоактивное загрязнение местности. 7 февраля 1983 г. активная зона реактора еще одного спутника морской космической разведки “Космос-1402” разрушилась в атмосфере над южной частью Атлантического океана.

Сама капсула содержит радионуклид плутоний-238 в форме двуокиси, она спрессована в керамические таблетки при температуре 1200° и заключена в двухоболочечную капсулу. Материалами для оболочки являются антикоррозионный сплав платиново-родиевого состава и тантало-вольфрамовый материал. Для предотвращения разрушения в случае спуска при аэродинамическом торможении используются композиционные угле-графитовые материалы разработки НИИ “Графит”, которые показали себя достаточно хорошо при экспериментальной отработке

Следует сказать, что эта разработка являлась комплексной. Мы работали в тесном сотрудничестве с предприятиями Минатома России, такими как химкомбинат “Маяк”, завод “Авангард” (Арзамас-16), и при ее аттестации были привлечены специалисты всех наших ведомств и средств, которые отвечают за биологическую безопасность, в том числе Госатомнадзор России. По результатам экспериментальной отработки эта капсула была сертифицирована на безопасное использование в соответствии с новыми международными правилами. Сертификат нам выдал Центр сертификации Российского космического агентства.”

Как сообщил Ю.Г.Милов, техническое задание на разработку этих источников выдавалось с таким расчетом, чтобы исключить разрушение источников при любых аварийных ситуациях. Их проверяли на высокоскоростные удары о твердую поверхность грубо говоря, стреляли по ней капсулой из пушки. Источники были рассчитаны на пожар с температурой до 3000 градусов Кельвина, на нахождение в коррозионной среде и т.д. Было показано, что эти источники в таких условиях не разрушаются. Реальные условия входа в атмосферу и дальнейшего попадания на Землю были менее жесткими. Ю.Г.Милов заверил, что все опасения относительно того, что эти источники могут разрушиться, рассеяться в атмосфере были напрасными.

Пессимистические оценки американских специалистов говорят, что 200 граммов плутония, рассеянных на большой высоте в атмосфере, могут повлечь 150-550 смертей от рака легких и костного мозга.

Как было сказано выше, “Марс-96” вместе с 270 граммами плутония сошел с орбиты не позже 04:30 ДМВ в воскресенье 17 ноября. На разгонном блоке никакого плутония не было и в помине и он представлял не большую опасность, чем любой другой кусок космического мусора массой 2 тонны Никакого повода для паники в действительности не было. Однако тот факт, что падение станции уже произошло, в течение всего дня 17 ноября не был известен широкой общественности.

Более того, в середине этого дня представитель РКА названный в сообщении Рейтер Владимиром Ананьевым, говорил, что специалисты продолжают попытки восстановить работу АМС “Марс-96”. В это же время Рейтер и ЮПИ продолжали передавать со ссылкой на “Интерфакс” самую первую и оказавшуюся ошибочной информацию, полученную от руководителя группой управления в Евпатории Владимира Молодцова и руководителя полета Константина Суханова — информацию о том, что станция продержится на низкой орбите примерно месяц.

Сложилась очень странная ситуация, когда непосредственные участники работ с американской стороны не могли не знать реальной ситуации — того, что русские подозревают, что “Марса-96” уже нет на орбите. Разумно предположить, что американские аналитики могли и сами, без подсказки русских, понять, что наблюдают — космический аппарат или разгонный блок. Но, либо по собственной инициативе, либо по команде сверху — Космическое командование США не заявило само о сходе “Марса-96” с орбиты, не изменило данное OIG ложное наименование объекта 1996-064А и не мешало информационным агентствам вплоть до утра 18 ноября продолжать называть сходящий с орбиты разгонный блок станцией “Марс-96”. С российской стороны, по-видимому, также не было сделано официальных заявлений о сходе станции “Марс-96” с орбиты вплоть до пресс-конференции 18 ноября.

В результате собирающийся с визитом в Австралию Президент США Уилльям Клинтон связался в воскресенье 17 ноября с премьер-министром Австралии (там уже было утро 18 ноября) Джоном Хоуардом, предупредил его о том, что этому государству угрожает падение станции “Марс-96” со смертельным плутонием и предложил помощь Австралии (как и любой другой стране) в случае, если потребуется очистка загрязненной территории. Армия и службы гражданской обороны Австралии были немедленно приведены в готовность, а премьер предупредил население северных и восточных районов страны, находящихся на трассе полета блока 11С824Ф (от Тиморского моря до окрестностей столицы Канберры), что, “согласно полученной нами рекомендации, они [генераторы] не разрушатся”. Согласно сообщению агентства Рейтер, заверения в безопасности плутониевых генераторов были даны австралийскому правительству российскими представителями, по всей видимости, по линии МИДа.

Худшее место для падения “Марса-96”, если бы это был он, было бы найти трудно. Австралия очень нервно относится к падению искусственных космических объектов с тех пор, как в июле 1979 г. на ее территории выпала часть обломков американской станции “Skylab”. Двумя годами позже СССР пришлось раскрыть перед австралийцами назначение спутника “Космос-434”, который собирался упасть в Австралии и в действительности был экспериментальным лунным кораблем Т2К.

И даже после схода с орбиты разгонного блока агентства продолжали давать комментарии относительно возможного местонахождения и состояния капсул с плутонием, невозможности по метеоусловиям движения зараженного облака в сторону Чили, вероятности заражения рыбы в районе падения и т.п. Послышались голоса экспертов разной квалификации, в очередной раз поднявших тему допустимости использования радиоизотопных источников на КА. Как результат, ожидается усиление активности “зеленых” по срыву запуска американской АМС Кассини” с подобными источниками в октябре 1997г.

Из истории с плутониевой атакой на Австралию необходимо сделать один важный вывод. Отсутствие оперативной официальной информации с российской стороны позволило развиться крупному международному скандалу, в котором Россия оказалась без вины виноватой. Естественным источником официальной информации об аварии “Марса-96” могло являться ответственное за эту программу Российское космическое агентство. В сложившейся ситуации РКА просто обязано было распространять ставшую известной информацию немедленно, непосредственно и по наиболее быстрым каналам связи, уточняя ее по мере прояснения ситуации. Более того, РКА не должно было бы перекладывать задачу оповещения мировой общественности ни на МИД, ни тем более на ИТАР-ТАСС и другие информационные агентства.

Я задаю себе вопрос, как повело бы себя в той же ситуации Национальное управление по аэронавтике и космосу США. Уверен, что пресс-релиз NASA о неудачном запуске был бы выпущен не позднее чем через час после первого сеанса через Евпаторию, и все последующие находки управленцев и баллистиков, все разъяснения, на каком объекте есть плутоний и на каком его нет, все прогнозы точек падения объектов выдавались бы немедленно по получении. А так как пресс-релизы и сообщения штаб-квартиры NASA распространяются по электронной почте и могут быть получены подписчиками, включая информационные агентства, во всем мире в течение часа после рассылки, ситуация, в которой дезинформированные средства массовой информации в течение суток дурят головы населению всего мира, просто не могла иметь место.

Я никоим образом не хочу бросить тень на отличную работу по оперативному освещению предстартовой подготовки и запуска “Марса-96”, выполненную сотрудниками Института космических исследований и Института прикладной математики с использованием современных компьютерных сетей. Но, во-первых, эти источники не могли рассматриваться как официальные, а во-вторых, например, вся фактическая информация на WWW-странице ИКИ закончилась сообщением о том, что в 01:20 ДМВ 17 ноября начался прием телеметрии с “Марса-96”, антенны и солнечные батареи развернуты и все о'кей. Затем появилось сообщение о том, что “Марс-96” остался на низкой орбите — и больше ничего.

Вывод достоверная информация должна выдаваться не только в инициативном порядке, но и теми людьми, для которых информирование общественности является основной функциональной обязанностью.

А пока Российское космическое агентство делает в год пять, от силы десять пресс-релизов, печатает их на бумаге и раздает на официальных пресс-конференциях. О распространении информации по электронной почте никто и слыхом не слышал. Скажу для сравнения, что NASA за 10 с половиной месяцев 1996 года подготовило и разослало по электронной почте более 240 пресс-релизов, не считая прочей информации.

Что известно о причинах аварии?

Прежде чем говорить о возможных причинах неудачного запуска, нужно оговорить вклад организаций, участвовавших в изготовлении ракеты, разгонного блока и самой станции. ГКНПЦ имени М.В.Хруничева изготовил РН 8К82К “Протон-К”, и к ней претензий нет. РКК”Энергия” разработала и изготовила специальный разгонный блок 11С824Ф с двигателем 11Д58М, а НПО имени С А Лавочкина — станцию “Марс-96”. Но, как разъяснили Генеральный конструктор НПО имени С.А.Лавочкина Станислав Данилович Куликов и Главный конструктор РКК Энергия” Вячеслав Михайлович Филин, в случае “Марса-96” РБ нельзя рассматривать отдельно от КА.

Вся космическая ГЧ — блок и станция — имеет общую систему управления, блоки которой размещены на переходной ферме между разгонником и КА. Благодаря ей станция могла управлять включениями разгонного блока и отслеживать величину выданного им импульса. Иное решение было невозможным просто потому, что такой тяжелый аппарат приходилось выводить, используя все резервы. Именно поэтому не использовался серийный блок типа ДМ-2 (11С861), оснащенный собственным приборным отсеком с системой управления.

Корреспондент “НК” задал С.Д.Куликову вопрос, какие наиболее вероятные причины отказа блока 11С824Ф рассматривает аварийная комиссия (впрочем, официально еще не созданная) — отказ двигателя, отказ системы управления, неверная уставка? Руководитель НПО имени С.А.Лавочкина подтвердил, что все перечисленные возможности могли иметь место и сказал только, что причина, возможно, лежит где-то между двигателем и системой управления.

Таким образом, пока на подозрении разработчики станции, разгонного блока и объединенной системы управления.

Коммерческие запуски на “Протоне” осуществляются с разгонными блоками типа 11С861, но причина отказа вполне может оказаться общей. В связи с этим надо отметить, что 19 февраля 1996 г. при выведении КА “Радуга” (“Грань”) произошел такой же, по внешним признакам, отказ — отсутствие второго включения разгонного блока 11С861.

Можно ли было спасти станцию?

Рассматривалась ли возможность — после того, как стало ясно, что полета к Марсу не будет — перевода станции “Марс-96” на устойчивую орбиту ИСЗ с целью возможного использования в дальнейшем по какой-нибудь полезной программе? Этот вопрос корреспондент “НК” также задал на пресс-конференции 18 ноября.

Н.М.Иванов ответил кратко, что такая операция была совершенно исключена, и группа управления не имела такой возможности. Юрий Георгиевич Милов, заместитель генерального директора РКА, уточнил, что подъем орбиты “Марса-96” осуществить не удалось, хотя намерение такое было. В течение всей первой ночи продолжались попытки установить орбиту, войти в связь со станцией и, если это удастся, выдать команды на подъем орбиты. Особые надежды возлагались на третий виток. Как сказал несколько позже С.Д.Куликов, “были запрограммированы все команды на предмет его реанимации, то есть такие, которые спасали объект, и была действительно программа перевода этого космического аппарата... для того чтобы его сохранить... Желание его сохранить как спутник Земли было.” “Если бы мы его схватили и надежно вели, — подтвердил позже в беседе с автором Н.М.Иванов, — мы могли бы с ним поработать”. К сожалению, уже на третьем витке связи не было.

В том случае, если бы “Марс-96” удалось сохранить, часть научных приборов вполне можно было задействовать для изучения Земли (свойства поверхности обеих планет во многом сходны), можно было бы сбросить пенетраторы, провести полезные испытания служебного борта и “науки”. А еще мы бы знали, куда же он в итоге упал.

Сколько мы потеряли и что теперь будет?

Рассчитать точную величину расходов СССР и России на программу “Марс-96 невозможно. В каких денежных единицах прикажете считать эти расходы, если за время осуществления программы цены в стране выросли в 10000 раз, а учет произведенных расходов в стабильной валюте не велся?

Тем не менее, предвидя неизбежные вопросы, РКА попыталось уточнить данную 11 ноября оценку стоимости программы (64 млн $). Как сказал, отвечая на вопросы корреспондента агентства “Интерфакс”, Ю.Г.Милов, “общая стоимость системы, включая средства выведения, подготовку запуска и сам аппарат, составляет где-то порядка 122 млн $”. Сюда включены расходы российской стороны на создание самого космического аппарата — примерно 86 млн $ — и стоимость средств выведения, услуг по запуску и управлению— 36 млн $. Необходимо отметить, что по оценке В.И.Мороза, в ценах 1989 г. стоимость проекта “Марс-94” составляла 500 млн рублей, что по тогдашнему официальному курсу соответствовало примерно 660 млн $. Правда, тогда планировалось пускать две станции.

Общие расходы иностранных партнеров по разработке, изготовлению, испытаниям и поставке научной аппаратуры оцениваются в 180 млн $, и вместе с ними стоимость программы “Марс-96” достигла 300 миллионов. По оценке автора, создание такого аппарата в США обошлось бы как минимум в 5 раз дороже.

Руководители РКА сказали на пресс-конференции 18 ноября, что гибель “Марса-96” сама по себе не является поводом для того, чтобы постановщики потребовали компенсации или прекратили сотрудничество с российской стороной. Не далее как в июне самонадеянность европейских разработчиков погубила уникальную научную программу “Cluster”, но это же не значит, что европейские ученые прекратят работы в рамках ЕКА и запуски своих КА на “Арианах”.

Другое дело, что аварийный пуск “Марса-96”, какой бы конкретной причиной он не был вызван, безошибочно высветил кризисное, даже трагическое состояние российского космоса. На РКК “Энергия”, по словам В.М.Филина, средняя зарплата составляет порядка 100 долларов и выплачивается с месячной задержкой. С.Д.Куликов назвал для своего предприятия сумму 160-180 долларов, которые не платили уже три месяца — только что выдали зарплату за август и сентябрь. Главный и Генеральный отвечали на заданный в лоб вопрос корреспондента Т.Драгныш — может ли голодный специалист сделать надежную технику? Представляется, что на поставленный вопрос они ответили. По космическим фирмам ходит горькое четверостишие неизвестного автора:

Летела ракета Упала в болото. Какая зарплата Такая работа.

И наоборот, потеря “Марса-96” явилась тяжелейшим ударом для всех, кто в тяжелейших экономических условиях, на голом энтузиазме и “через не могу” смог довести проект до запуска. Моральный ущерб от аварии — не меньше чистых финансовых потерь.

Был ли шанс выполнения программы, если бы пускали две станции, как в советские времена? С.Д. Куликов заявил, что даже если бы подготовили две станции и два “Протона”, второй пуск провести было бы нельзя. Ведь после первой неудачи нужно было бы остановиться, выяснить причину, устранить ее, и после этого пускать вторую станцию “Мы должны были бы разобраться, а просто так, на авось, никогда не пускают.” Сделать это в пределах астрономического окна просто не успели бы.

Аппарат “Марс-96” застрахован не был, и дело даже не в том, что практика страхования исследовательских КА отсутствует. “У нас достаточно несовершенное законодательство по этому поводу, — сказал Ю.Г.Милов, — по нему Российское космическое агентство не имеет права страховать аппараты. Те деньги, которые нам выделяют для этого, они все приписаны к определенным темам. И в принципе, все страхование проводится из прибыли. Поскольку нет прибыли, то и страхования нет.”

Ю.Г.Милов сообщил, что еще до пуска “Марс-96” РКА находилось “на пороге коррекции наших научных планов” для восстановления в них межпланетной тематики. Предполагалось учесть в Федеральной космической программе необходимость исследования планет. Кроме того, в сентябре директор ГЕОХИ Э.М.Галимов обратился к РКА с предложением учесть в программе возможность исследования Луны. (Это обращение сейчас рассматривается.) С потерей же “Марса-96” пересмотр целей российской научной программы становится неизбежным.

Возможно, он приведет примерно к тем же результатам, что и пересмотр подходов США к научным КА, предпринятый после внезапной гибели марсианской станции “Mars Observer” 21 августа 1993 г. (“НК” №17, 1993) и в условиях ужесточающейся бюджетной политики. Тогда было принято принципиальное решение прекратить, за двумя-тремя исключениями, практику многолетней разработки сверхсложных исследовательских аппаратов, которые стоят порядка 1 млрд $. Вместо этого NASA взяло курс на создание большого количества легких, быстро разрабатываемых и относительно дешевых КА, нацеленных на решение ограниченного числа задач.

К.Лантратов. НК. По материалам НПО имени С.А.Лавочкина и ИКИ РАН. Хотя “Марс-8” так быстро и бесславно завершила свой космический полет, хотя больше подобных межпланетных станций в России уже создаваться не будет, редакция журнала решила дать ее описание — чтобы не повторилась история с аппаратом М-69, который до нынешнего года нигде подробно не освещался, оставаясь одной из неизвестных страниц советской космонавтики.

1. АМС М1

При создании автоматической межпланетной станции по проекту “Марс-96” за основу был взят базовый аппарат, уже использовавшийся в конструкции станций “Фобос”. Разработка этого аппарата началась в НПО имени С.А.Лавочкина (НПОЛ) в 1976 году для изучения спутника Марса Фобоса. В первой половине 80-х годов аппарат был выбран в качестве базового для целой серии межпланетных станций. На его основе планировалось создать космические аппараты для доставки на Марс аэростатных зондов и марсоходов, для возвращения с Красной планеты грунта, для изучения астероидов (проект “Веста”), Луны с приполярной орбиты, Венеры, Юпитера, Солнца. Исходя из задач, поставленных перед аппаратами, их планировалось оснащать различными посадочными средствами (большой спускаемый аппарат, малые автономные станции, пенетраторы для планет с атмосферой; посадочные модули для безатмосферных планет; ориентируемые платформы с научной аппаратурой для орбитальных исследований). Запуск всех этих аппаратов планировалось осуществлять с помощью ракеты-носителя 8К82К “Протон-К” (ГКНПЦ имени MB Хруничева) с разгонным блоком серии Д (РКК “Энергия” имени С.П.Королева)

Однако из всех этих планов удалось довести до стадии летно-конструкторских испытаний лишь АМС для изучения Фобоса (две станции серии 1Ф) и промежуточный вариант для исследования Марса как с орбиты, так и малыми посадочными средствами (станция серии М1). Сейчас рассматривается вариант создания разгонного блока “Фрегат” для РН “Союз-2К” (проект “Русь”) на базе автономной двигательной установки АДУ базового аппарата серии.

Рис.1. Автоматическая межпланетная станция M1: 1 — орбитальный аппарат, 2 — малая автономная станция; 3 — пенетратор, 4 — автономная двигательная установка. Рисунок из проспекта НПОЛ.

В рамках проекта “Марс-96” (М-96) в НПОЛ была разработана и создана автоматическая межпланетная станция М1 (заводской номер летного экземпляра №520), получившая после запуска официальное название “Марс-8”.

Конструктивно АМС М1 (Рис.1) состоит из орбитального аппарата, двух малых автономных станций, двух внедряемых в поверхность Марса зондов — пенетраторов, автономной двигательной установки (АДУ). Стартовая масса аппарата — 6795 кг (перед стартом эта величина была уточнена и достигла 6825 кг), сухая масса — 3780 кг, масса расходных материалов (топливо и газы) — 3015 кг, масса научной аппаратуры станции 1168 кг (включая малые станции и пенетраторы). Габаритные размеры станции: высота 3.5 м, ширина 3.7 м, размах по панелям СБ 11.5 м

Головной организацией по КА является НПО имени С.А.Лавочкина. Институт космических исследований РАН является головной организацией по научной программе и отвечает за научные комплексы орбитального аппарата и малых автономных станции. Институт геохимии и аналитической химии имени В.И.Вернадского (ГЕОХИ) отвечает за научный комплекс пенетраторов и приборы “Фотон” и “Нейтрон-С” на ОА, а Институт радиотехники и электроники — за радиолокатор РЛК и радиофизические эксперименты.

Рис.2. Общий вид аппарата “Марс-96”. Рисунок из проспекта НПОЛ.

АМС выводится на траекторию полета к Марсу с помощью трехступенчатой ракеты-носителя 8К82К “Протон-К” с разгонным блоком 11С824Ф и собственной АДУ. Автономная ДУ с тягой 2000 кгс работает на азотном тетраоксиде и НДМГ. В полете АМС находится в режиме постоянной солнечно-звездной трехосной ориентации (точность 0.5°) или в закрутке на Солнце (1°).

2. Орбитальный аппарат

Орбитальный аппарат (ОА) предназначен для проведения научных исследований на трассе перелета “Земля-Марс” и на орбите искусственного спутника Марса (ИСМ). На ОА размещены основные служебные системы станции. Он является центральной конструктивной частью АМС, к которой крепятся МАСы, пенетраторы и АДУ. Масса ОА составляет 2589 кг, из которых 645 кг приходится на научную аппаратуру, а 188 кг — на топливо (гидразин) ДУ системы ориентации и стабилизации. В ДУ системы ориентации и стабилизации входят 12 двигателей малой тяги (5 и 1 кгс) и 24 газовых сопла (50 гс). Габаритные размеры ОА 3.5x5x12 м.

Основой конструкции ОА (Рис.2) служит тороидальный приборный отсек (ПО). В нем расположен бортовой вычислительный комплекс, блоки системы управления движением станции, системы управления аппаратурой, системы связи, системы терморегулирования, системы электропитания, буферные батареи последней системы, электронные блоки научной аппаратуры и системы сбора научной информации и некоторые элементы других систем.

Снаружи к ПО крепятся две панели солнечных батарей, двигатели ориентации, топливные баки системы ориентации, радиаторы системы терморегулирования, антенно-фидерные устройства системы связи и передачи данных, в том числе поворотная остронаправленная антенна каналов “борт-Земля” и “Земля-борт” диаметром 1650 мм и средне-направленная антенна каналов “борт-поверхность Марса” и “поверхность Марса-борт”, а также датчики научной аппаратуры. Так как система ориентации и стабилизации ОА может обеспечить точность только порядка 1°, некоторая часть регистрирующей научной аппаратуры, требующей более точного наведения на объект исследования и отслеживания его в течении сеанса наблюдения для предотвращения “смазывания” изображения, установлена на поворотных платформах TSP и ПАИС. На борту ОА установлены 25 научных при боров для проведения исследований на трассе перелета Земля-Марс” и на орбите ИСМ (см. Табл.1)¹. Информативность передачи от научной аппаратуры через остронаправленную антенну — 65-130 кбит/сек.

Срок активного существования орбитального аппарата определен более чем в земной год из расчета ресурсов служебных систем, прежде всего — бортовых запасов топлива для ориентации ОА.

Эксперименты по исследованию гравитационного поля Марса, верхней атмосферы по торможению в ней КА, зондированию атмосферы Марса и солнечной короны методом радиозатмений и бистатической радиолокации планеты не требуют установки специальных приборов.

1 В разных источниках приводятся несколько разные списки приборов, установленных на АМС “Марс-96”. Перечни приборов приведены по проспекту “Марс-96”: Экспедиция автоматического аппарата к Марсу (Краткое описание проекта), и дополнены приборами ТЕРС и МОх.

Название прибора	Назначение	Страны-участники разработки
Картирующий ИК-радиометр “Термоскан”	радиометр теплового ИК-диапазона, исследования температурного поля поверхности и влияние на него пылевых облаков	Россия
Нейтронный спектрометр “Нейтрон-С”	регистрация нейтральных альбедо поверхностных пород, определение запасов воды в поверхностном слое грунта и мест их расположения	Россия
Длинноволновый радар РЛК	радиолокационные измерения глубины залегания, мощности и широтного распределения вечной мерзлоты (эксперимент “Грунт”) и верхней части ионосферы (эксперимент “Плазма”)	Россия, Германия
Планетарный фурье-спектрометр ПФС	инфракрасный спектрометр (1.25-45 мкм), дистанционное зондирование атмосферы и поверхности в ИК-диапазоне, оценка силы и направления ветров и распределения температуры по высоте атмосферы, определение минералогического состава поверхностных пород	Италия, Россия, Польша, Германия, Франция, Испания
Многоканальный оптический спектрометр “Спикам” (на платформе ПАИС)	измерение вертикальных профилей атмосферы и уточнение данных о распред. в атмосфере кислорода, озона, паров воды, пыли путем спектрометрии затмений и звезд	Бельгия, Россия, Франция
Квадрупольный масс-спектрометр МАК	исследования состава (нейтральная и ионная компонента) и температуры верхней атмосферы	Россия, Финляндия
Ультрафиолетовый спектрометр УФС-М дальнего УФ-диапазона	исследования состава и температуры верхней атмосферы	Германия, Россия, Франция
2.2. Приборы исследований плазмы и солнечного ветра
Спектрометр электронов и магнитометр “Маремф”	исследования состава и температуры верхней атмосферы, поиск магнитного поля планеты, исследование трехмерного распределения потока электронов и вектора магнитного поля на трассе перелета и на орбите ИСМ	Австрия, Бельгия, Британия, Венгрия, Германия, Ирландия, Россия, США, Франция
Энерго-масс-анализатор “Аспера-С”	энерго-масс-анализатор ионов и детектор нейтральных частиц для регистрации энергетических и массовых спектров ионов и нейтральных частиц вблизи Марса	Швеция, Россия, Финляндия, Польша, США, Норвегия, Германия
Энерго-масс-анализатор “Фонема”	быстрый всенаправленный несканирующий энерго-масс-анализатор ионов для изучения происхождения и динамики плазмы и мелкомасштабных структур в магнитосфере Марса	Британия, Россия, Чехия, Франция, Ирландия
Спектрометры “Димио”	всенаправленный ионосферный энерго-масс-спектрометр для измерений кинетических параметров и массового состава тепловых и субтепловых ионов в ионосфере Марса	Франция, Россия, Германия, США
Спектрометры Мари-проб”	комплекс спектрометров для измерения параметров плазмы (методом тормозящих потенциалов) и изучения конвекции холодной плазмы в марсианской магнитосфере	Австрия, Бельгия, Болгария, Чехия, Венгрия, Ирландия, США, Россия
Спектрометр энергичных заряженных частиц “След-2”	измерение потока ионов и электронов в околомарсианском пространстве и мониторинга космических лучей низких энергий во время перелета	Ирландия, Словакия, Германия, Венгрия, Россия
Комплекс для исследования плазменных волн “Элисма”	электромагнитные исследования Марса	Франция, Болгария, Британия, ESA, Польша, Россия, США
2.3. Приборы для астрофизических и трассовых исследований
Спектрометр ПГС	Полупроводниковый гамма-спектрометр высокого спектрального разрешения для исследования космического гамма-излучения и гамма-всплесков на этапе перелета и спектра гамма-излучения поверхности вблизи перицентра орбиты	Россия, США
Спектрометр “Лилас-2”	Спектрометр гамма-всплесков	Франция, Россия
Фотометр звездных осцилляций “Эврис” (на платформе ПАИС)	наблюдение колебаний яркости (осцилляции) звезд для исследования нестандартных явлений в них	Франция, Россия, Австрия
Спектрометр солнечных осцилляций СОЯ (на платформе ПАИС)	наблюдение колебаний яркости (осцилляции) Солнца для исследования его внутреннего строения	Украина, Россия, Франция, Швейцария
Радиационно-дозиметрический комплекс “Радиус-W”	дозиметрический контроль	Россия, Болгария, Греция, США, Франция, Чехия
Тканеэквивалентный пропорциональный счетчик ТЕРС	дозиметрический контроль	США, Россия

В комплекс “Аргус” входит российская навигационная телекамера NC для привязки информации по месту. Работа комплекса обеспечивается собственной многопроцессорной системой управления и системой сбора данных с запоминающим устройством. В комплекс научной аппаратуры ОА входит система сбора научной информации “Морион-С” (Россия-ESA), состоящая из центрального интерфейса, микропроцессора и двух запоминающих устройств емкостью по 1 Гбит.

На станции М1 установлены две малые автономные станции (MAC). MAC представляет собой автономный спускаемый аппарат, оборудованный системами и устройствами, обеспечивающими его движение после отделения от орбитального аппарата, мягкую посадку на поверхность планеты, проведение научных исследований и передачу научной информации на орбитальный аппарат для ее ретрансляции на Землю.

При запуске станции и перелете к Марсу МАСы размещены в специальных контейнерах (Рис.3), установленных сверху орбитального аппарата. Внутри контейнера установлен пружинный толкатель для отделения MAC от аппарата.

Малая станция состоит из посадочного модуля с научной аппаратурой, аэродинамического экрана, надувного амортизирующего устройства и парашютной системы. Номинальная масса одной MAC — 88 кг, масса посадочного модуля — 30.6 кг, масса его полезной нагрузки — 8 кг, из которых на научную аппаратуру приходится ~5 кг. MAC имеют сферический корпус диаметром в полете 1.4 м и высотой 1.0 м.

Аэродинамический теплозащитный экран имеет диаметр 1000 мм. Диаметр купола основного парашюта MAC — 50 м, длина фала вывешивания — 30 м. Парашютная система обеспечивает скорость соударения MAC при посадке не более 26 м/сек и перегрузку до 200 единиц. Надувное амортизирующее устройство имеет диаметр 16 м при давлении внутри 0.15-0.2 атм.

Рис.3. Вид MAC в контейнере на ОА. Рисунок из проспекта НПОЛ.

Корпус посадочного модуля MAC имеет форму полусферы диаметром 650-700 мм. На нем установлены четыре лепестка (Рис.4), раскрывающиеся после посадки и сброса надувного амортизирующего устройства. Лепестки при раскрытии обеспечивают горизонтальную ориентацию MAC. На них закреплены выносные штанги датчиков некоторых приборов. Размер MAC по лепесткам после посадки — 1.3 м. После посадки станции над ней раскрывается верхняя штанга, на которой закреплены датчики метеокомплекса. Внутри корпуса MAC расположена научная аппаратура и служебные системы.

Центральный электронный блок SDPU является главным “мозгом” MAC. Он обеспечивает управление всеми системами станции и осуществляет сбор данных от научных приборов. Для передачи информации и приема команд с Земли на станции имеется радиосистема.

Обеспечение всей аппаратуры MAC электроэнергией осуществляется двумя радиоизотопными термоэлектрическими генераторами (РТГ). Для выработки энергии в них используется радиоактивный распад изотопа плутоний-238. Каждый РТГ при этом выделяет тепло мощностью 8 Вт, преобразуемое с помощью полупроводниковых термоэлектрогенераторов в электрический ток. Общее энергопотребление одной MAC — 0.4 Вт, энергопотребление научной аппаратуры — 0.34 Вт. Время активной работы РТГ составляет 10 лет. Однако ресурс буферных аккумуляторов, входящих в систему электропитания станции, значительно меньше. Поэтому время активной работы MAC на поверхности Марса оценивается в 700 земных суток.

Рис.4. Вид MAC на поверхности Марса. Рисунок из проспекта НПОЛ.

Схема посадки MAC — комбинированная. За 4-5 суток до подлета к Марсу после ориентации космического аппарата производится отделение MAC, после чего проводится третья коррекция полета межпланетной станции для перевода с траектории попадания на траекторию для выхода на орбиту ИСМ. После входя в атмосферу Марса со скоростью 5.75 км/с под углом 10.5-20.5° МАСы сначала тормозятся с помощью аэродинамического экрана диаметром 1.4 м. После его отделения вводится парашютная система малой станции (50 м²) и производится наполнение газом надувного амортизационного устройства (НАУ). MAC вывешивается на фале длиной 130 м, чтобы парашют ее не накрыл. Десантная камера расположена на НАУ, работает на этапе парашютирования и разбивается при посадке. При касании посадочного модуля о поверхность производится отстрел парашюта, а НАУ обеспечивает мягкую посадку MAC. После этого баллоны НАУ отделяются, раскрываются “лепестки” посадочного модуля и выдвижение штанг научной аппаратуры. Перечень научной аппаратуры MAC приведен в Табл 2. Планируемая частота сеансов связи с MAC — раз в 7 суток, продолжительность сеанса — 5-20 мин, информативность — 2.8-8 кбит/сек.

* 23 октября 1996 г. Государственная Дума РФ поддержала запрос председателя комитета по безопасности Виктора Илюхина к премьер-министру Виктору Черномырдину по вопросу о командире первого экипажа станции “Альфа”. В запросе, в частности, отмечается, что американская сторона продолжает настаивать на назначении командиром экипажа Уилльяма Шеперда, который даже никогда не работал на космической станции. Это вызывает у опытных российских командиров “сомнения в целесообразности их участия в совместном полете” на вторых ролях. * 24 октября 1996 г. российский навигационный спутник “Космос-2316” (№780) был возвращен в рабочее состояние. 25 октября, однако, был временно выведен из эксплуатации “Космос-2179”(№771), запущенный 30 января 1992 г. По состоянию на 25 октября, в эксплуатации находится 21 КА системы “Глонасс”, на техобслуживании — один, в резерве — один. * Совместное предприятие ILS, занимающееся коммерческими пусками “Протона”, вложит средства в инфраструктуру космодрома Байконур и за полгода будет отремонтирована 24-я (правая) ПУ 81-й протоновской площадки. Это жизненно необходимо, учитывая всевозрастающий поток контрактов на запуск иностранных спутников российским “Протоном”. * Германское космическое агентство DARA будет в ближайшее время ликвидировано в целях экономии средств и объединено вновь с Германской аэрокосмической исследовательской организацией DLR. Выделение DARA из DLR, состоявшееся несколько лет назад, обуславливалось желанием разделить функции исследований и управления космическими проектами.

4. Пенетраторы

На АМС М1 установлено два внедряемых зонда (В3), или пенетратора (ПН). Пенетратор представляет собой автономный спускаемый аппарат, оборудованный системами и устройствами, обеспечивающими его движение после отделения от орбитального аппарата, внедрение в породу, проведение научных исследований и передачу научной информации на орбитальный аппарат для ее ретрансляции на Землю. Это новый тип исследовательских зондов, рассчитанных как на изучение поверхности Марса, так и его недр, для чего часть зонда углубляется в грунт за счет кинетической энергии движения.

Пенетратор (Рис.5) представляет собой заостренный цилиндр диаметром 0.14-0.17 м с конической хвостовой частью диаметром 0.8 м. Длина ПН составляет 2.1 м. Конструктивно ПН состоит из двух основных частей внедряемой носовой части, проникающей на глубину 4-6 м, и хвостовой части, остающейся в поверхностном слое грунта. Обе эти части соединяются с помощью кабель-троса.

В хвостовой части расположен комплекс научных приборов, служебная аппаратура и устройства, обеспечивающие движение зонда в атмосфере и функционирование его на поверхности планеты. Хвостовая часть имеет форму цилиндра диаметром 170 мм. Вверху цилиндр переходит в конус диаметром 800 мм. После внедрения зонда хвостовая часть заглубляется в породу таким образом, что над поверхностью остается только конус.

Во внедряемой части также расположена научная и служебная аппаратура. Внедряемая часть имеет форму цилиндра диаметром 120-140 мм с конической носовой частью.

Рис.5. Пенетратор АМС M1 на поверхности Марса. Рисунок из проспекта НПОЛ.

Список научной аппаратуры пенетратора приведен в Табл.3.

Служебная аппаратура находится как во внедряемой части (блок управления научными приборами, пиропатроны), так и в хвостовой части (блок управления и сбора информации, радиокомплекс, радионуклидная энергетическая установка).

В той части ПН, которая остается над поверхностью, расположены устройства, обеспечивающие динамику движения зонда в атмосфере и его внедрение в породу. Это две газовые емкости: одна для наддува тормозного устройства, другая —для обеспечения функционирования системы амортизации.

К конусу хвостовой части через цилиндрическую обечайку крепится крышка с установленными на ней 4 твердотопливными двигателями, которые обеспечивают заданный импульс скорости для схода с орбиты ИСМ. Под крышкой находится приборная рама с научной и служебной аппаратурой. Внутри приборной рамы установлена выдвижная штанга с антенной, телекамерой и метеокомплексом. Между конусом хвостовой части и цилиндрической обечайкой размещена оболочка надувного тормозного устройства.

Номинальная масса одного пенетратора 123 кг, масса тормозного надувного устройства 30 кг, масса научной аппаратуры ПН — 4.5 кг.

Пенетраторы отстреливаются от орбитального аппарата в промежуток от одних до 28 суток после выхода станции на орбиту ИСМ в апоцентре орбиты, за 20-22 часа до посадки, при соответствующей ориентации ОА в одном или разных сеансах связи. Скорость отделения ПН от ОА — 0.8 м/сек. При отстреле производится закрутка ПН вокруг продольной оси со скоростью 1.25 об/сек для поддержания заданной ориентации и стабилизации его движения. После маневра ухода орбитального аппарата на пенетраторе последовательно включаются тормозные твердотопливные двигатели тягой по 130 кгс, сообщающие пенетратору импульс не менее 30 м/сек и переводящие его на траекторию спуска.

Перед входом в атмосферу производится отстрел крышки с твердотопливными двигателями и наполнение газом надувного тормозного устройства, которое обеспечивает торможение зонда в атмосфере. Скорость входа пенетратора в атмосферу — 4.6-4.9 км/сек, угол входа —12°, скорость соударения о поверхность — 70-80 м/сек, перегрузка при этом — до 500 единиц. Торможение в атмосфере производится с помощью надувной оболочки. При соударении с поверхностью планеты срабатывает система амортизации, заполняя газом полость в хвостовой части ПН и, тем самым, обеспечивая уменьшение перегрузок на аппаратуру до безопасного уровня. В момент внедрения зонда в грунт от концевого датчика на носу ПН происходит разделение двух частей пенетратора с помощью пироболтов: внедряемой, проникающий в грунт на 4-6 м, и хвостовой, остающейся в поверхностном слое грунта.

После посадки из хвостовой части пенетратора выдвигается штанга. Затем производится сбор научной информации, полученной при движении зонда в грунте, и передача ее на орбитальный аппарат. Информативность при передаче данных на ОА — 8-16 кбит/сек, планируемая частота сеансов связи — раз в 7 суток, продолжительность сеанса — 5-20 мин. За счет использования для энергопитания всей аппаратуры пенетратора радиоизотопных источников энергии срок активного существования зонда на поверхности оценивается в 1 год. Мощность энергопотребления за сутки: средняя — 0.15 кВт-час, пиковая — 3.83 кВт-час.

И.Лисов. НК. В соответствии с решениями, принятыми РКА и NASA, в комплект научной аппаратуры проекта “Марс-96” были включены два американских прибора. Приведем здесь их описание, так как оно не давалось ранее в “НК”.

5 октября 1992 г. по завершении первого раунда ежегодных российско-американских консультаций по космосу Ю.Н.Коптев и Д.Голдин подписали рабочее соглашение РКА и NASA об установке двух приборов — SMPE и SRCE — на одну из малых автономных станций проекта, который тогда еще назывался “Марс-94”. Первый предназначался для сбора и анализа магнитных пород в марсианском грунте, а второй — летучих компонентов.

Очень скоро, однако, это решение было изменено и 2 апреля 1993 г. NASA и РКА объявили о новом соглашении. Вместо двух названных инструментов было решено поставить на каждую MAC прибор для анализа окислительной способности грунта МОх — так, судя по тогдашнему сообщению, был переименован эксперимент SRCE (Soil Reactivity/Composition Experiment).

Инструмент МОх (Mars Oxidant Experiment) разрабатывался в Лаборатории реактивного движения начиная с 1992 г. Группа исследователей под руководством д-ра Кристофера Мак-Кея (Christopher McKay) из Исследовательского центра имени Эймса надеялась проверить вывод о наличии в грунте сильного окисляющего агента, сделанный при анализе результатов экспериментов по поиску жизни на Марсе на станциях “Viking” в 1976г. Тогда вплоть до глубины 10 см был обнаружен только окисленный песок. Предполагается, что неизвестный окисляющий агент может быть ответственным за полное отсутствие органики в грунте.

Аппаратура МОх была установлена на обеих малых станциях. Ее основой является химический анализатор, разработанный в Сандийской национальной лаборатории в Альбукерке. Окислительная способность грунта и атмосферы определяется по изменениям отражающей способности тонкой химической пленки.

Головка с датчиками располагается на лепестке посадочного устройства MAC и состоит из восьми сборок, четыре из которых рассчитаны на контакт с почвой и четыре — с атмосферой. Каждая сборка включает шесть рабочих образцов различных пленок и шесть контрольных. Защитная оболочка из нитрида кремния на рабочих образцах разрушается при развертывании, а на контрольных — остается. Выбранный комплект пленок рассчитан на обнаружение большого набора химических реакций. Каждый образец освещается по световодам двумя светодиодами с длиной волны 590 и 870 нм. Отраженный свет регистрируется блоком кремниевых фотодетекторов.

Масса инструмента МОх 1.4 кг, он питается от собственного комплекта химических батарей. После приземления МАСов МОх должен был работать автономно, в соответствии с зашитой в ПЗУ программой, в течение 80-160 суток.

Другим американским инструментом на “Марсе-96” являлся тканеэквивалентный пропорциональный счетчик ТЕРС (Tissue-Equivalent Proportional Counter). Решение о его установке на орбитальный блок станции было принято на 6-й сессии Комиссии Гора-Черномырдина в январе 1996 г. (“НК” №3, 1996).

Прибор разработан в Космическом центре имени Джонсона и предназначен для измерения и хранения накопленного спектра радиации во время межпланетного перелета и на орбите спутника Марса. По сути он должен был разведать радиационную обстановку и установить возможный риск для здоровья астронавтов во время марсианской экспедиции. (Прибор с таким же наименованием и, вероятно, аналогичные по конструкции и назначению, работает на борту ОК “Мир”.)

Как заявил 18 ноября руководитель эксперимента ТЕРС Гаутам Бадхвар (Gautam Badhwar), работа прибора на “Марсе-96” рассматривалась постановщиками как резервная возможность, и его потеря не будет очень заметна. Тем не менее “Марс-96” как нельзя лучше подходил для того, чтобы получить данные по радиационной обстановке в период спокойного Солнца. Станции, запущенные в 1998/1999 г., будут уже выполнять полет в более активной фазе.

Также на малых станциях были установлены (закреплены на блоке электроники эксперимента МОх) по диску CD-ROM, подготовленные Планетным обществом США и озаглавленные “Видение Марса” (“Visions of Mars”). По содержанию диски сходны с записями, отправленными в 1977 г. на станциях “Voyager”. CD-ROM содержит коллекцию научно-фантастических произведений, звукозаписей и художественных произведений, в которых отражено восхищение человечества планетой Марс, на 10 алфавитах, 17 языках и представляющую авторов из 26 стран. На внешней поверхности аппарата помещена наклейка, на которой перечислены микрошрифтом имена 100 тыс членов Планетарного общества и инструкции по использованию CD-ROM'a.

Если говорить об американском участии в проекте “Марс-96”, то нужно добавить, что детектор альфа-протонного спектрометра “Альфа-П” на пенетраторах АМС “Марс-96” был изготовлен в США. Американцы оказали косвенную финансовую помощь проекту, закупив один технологический экземпляр MAC для отработки интеграции прибора МОх с ней и для изучения технологии, а также обещали, как и в проекте “Фобос”, помощь средствами Сети дальней связи в определении орбиты станции на заключительном этапе.

18 ноября. К.Лантратов. НК. “Марс-8” погиб... Это не только печальный факт неудачного запуска в мировой статистике космических стартов. Это — трагедия для российской космонавтики и науки. Было очень больно видеть ученых и управленцев с потерянными лицами в репортаже телекомпании НТВ из евпаторийского Центра дальней космической связи утром 17 ноября. По лицам некоторых из них катились слезы. Этих взрослых людей можно было понять: они лишились не только возможности осуществить мечту, они получили реальный шанс совсем лишиться любимого дела, которому были отданы многие годы работы. Лучшие годы...

Повторить проект “Марс-96” уже никогда не удастся. Даже если НПО имени С.А.Лавочкина захочет изготовить еще одну станцию серии М1 взамен аппарата №520, Российское космическое агентство не сможет ее оплатить. Катастрофа с “Марсом-8”, конечно, не лучшим образом отразится на настроениях российских парламентариев, рассматривающих сейчас бюджет РКА на 1997 года. Не стоит надеяться, что слезы ученых в ЦДКС растрогают депутатов Госдумы и Совета Федерации. Наоборот, может последовать обратная реакция.

Перебросить часть средств из других научных и прикладных программ для того, чтобы создать аппарат аналогичный М1, тоже не получиться. По словам заместителя генерального директора РКА Юрия Милова, на программу “Марс-96” только с 1994 года было израсходовано 350 млрд руб. Это больше даже запланированных на 1996 год расходов на программу Международной космической станции “Альфа”. Конечно, можно отказаться от проекта “Альфа”. Но, во-первых, даже годового бюджета не хватит для покрытия расходов по программе типа “Марс-96”. Во-вторых, отказ от других крупных космических проектов, которые находятся сейчас в стадии реализации, не лучшим способом скажется на престиже российской космонавтики. В-третьих, в наше время даже утвержденные Парламентом бюджетные средства на выделяются Министерством финансов и Центробанком

Скорее всего, невозможно уже будет собрать и подобный комплекс научной аппаратуры, которая стояла на “Марсе-8”. Ведь практически каждый прибор создавался или в кооперации с другими странами, или полностью за рубежом. Бесславная гибель станции и крах всех связанных с ней надежд зарубежных партнеров России в программе “Марс-96” оттолкнет многих из них от сотрудничества с нами.

Печально и то, что в нынешней долгосрочной программе Российского космического агентства кроме “Марса-96” не планировалось больше никаких аппаратов для планетных исследований. Робкие попытки НПО имени С.А.Лавочкина (НПОЛ) и Института космических исследований РАН предложить программу дальнейших исследований Марса, планы возвращения к Фобосу или, хотя бы, отправить в полет новую станцию для глубоких исследований Луны не находят пока в РКА никакой поддержки.

Не удастся повторить проект “Марс-96” и потому, что нечем будет запустить такую тяжелую станцию. Еще за год до гибели станции “Марс-8” РКА предупредило ученых России и разработчиков АМС, что больше не в состоянии оплачивать ракеты-носители “Протон-К” для запуска тяжелых аппаратов. Потому в НПОЛ сейчас рассматриваются проекты межпланетных станций, рассчитанных на запуск более дешевой и легкой РН “Молния-М”.

В разговоре с заместителем начальника проектного отделения НПОЛ Александром Михайловичем Ждановым еще за месяц до запуска станции “Марс-8” автор статьи обсуждал все те вопросы, которые встали уже после гибели аппарата М1. Интервью осталось актуальным и сейчас.

— “Марс-96” — это, видимо, последний из гигантов, которого человечество запускает на Марс в обозримом будущем, — с легкой грустью сказал Александр Михайлович. — С таким объемом научной аппаратуры. На нем больше “науки”, чем и на прежних наших венерианских аппаратах, и на марсианских. Он, пожалуй, лишь ненамного уступает по насыщенности аппаратурой околоземным научным спутникам. Из наших аппаратов “Марс-96” уступает только создаваемому сейчас “Спектру” для исследований в области рентгеновской и гамма-астрономии. На нем научной аппаратуры под 3 тонны. Но ведь мы-то пускаем станцию к другой планете, к Марсу. И если посчитать вместе с двумя пенетраторами и двумя малыми станциями, то на “Марсе” “науки” на 1120-1125 кг. То есть это уникальнейший аппарат, и, вряд ли, мы будем когда-либо делать еще один такой.

— Каковы у НПО планы по созданию межпланетных станций?

— Сейчас мы ориентируемся уже на миниатюрные аппаратики с несколькими приборами на борту для наблюдения одного-двух явлений. То есть это уже будут аппараты фрагментарного изучения. “Марс-96” же должен исследовать множество факторов в комплексе.

— В ИКИ РАН говорили, что есть большой интерес к межпланетной станции для исследования Фобоса. В НПО имени Лавочкина поддерживают такие планы?

— Да, мы планируем провести новые исследования Фобоса (проект 2Ф — К.Л.), но это — дальняя перспектива. Перспектива возвращения к Фобосу остается на нашу дальнейшую научную марсианскую жизнь. Ближе — 2001 год, проект “На Марс — вместе” (“Mars together”; в декабре планируется совещание с американцами по этой программе — К.Л.). Это маленький аппарат под ракету “Молния”. Миниатюрный орбитальный аппарат делают американцы. Мы даем посадочный модуль. А дальше в расчете на 2003 год есть варианты исследования и Марса, и Фобоса. Если российская наука будет жить, то все равно через эти вехи она пройдет. Чудес не будет.

— Сейчас у вас четкая ориентация на 78-й носитель (РН “Молния-М” — К.Л.)?

— Да, — подтвердил Жданов. — Первое, что сейчас просматривается — 2001 год. Пока этот проект никто не отменял. Он стоит в программе комиссии “Гор-Черномырдин”. Американцы по этой программе должны сделать орбитальный блок. На нее мы навешиваем свою “фару”, которая спускается. Она несет малый марсоход со средствами его посадки.

— А перспектива большого марсохода пока не просматривается?

— Нет, пока — нет. Хотя где-то в умах она есть. Если бы удался “Марс-94”, как мы его планировали к 1994 году, то сейчас, в 1996 году как раз бы стартовал аппарат с большим марсоходом, аэростатным зондом. Хорошая планировалась экспедиция. Мы уже провели большой район работ по спускаемому аппарату, выбрали районы посадок, районы плавания аэростатного зонда, где будет ходить марсоход. Но сейчас все это в прошлом. “Протон” дорогой, денег на такую экспедицию нет. Пришлось договориться с американцами. Они орбитальную часть делают. Но если они в свою часть не уложатся, мы сейчас разрабатываем свою базу — маленький перелетный модуль.

— А на какой стадии сейчас работа?

— Сейчас сделана хорошая мощная инженерная записка, доказывающая возможность выполнения такого проекта. Дальше надо будет переходить к стадии технического предложения. Потом стадии эскизного проекта и разработки конструкторской документации. Но если есть такая хорошая “подстилающая поверхность”, как грамотно сформулированная хорошая инженерная записка, то потребуется где-то полгода на разработку технического предложения и полгода на эскизный проект, в котором должны участвовать все проектные службы КБ. На все — год-полтора.

— А как с баллистикой запусков на ближайшие “марсианские” астрономические окна?

— 1998 год очень неблагоприятный для полета к Марсу. В 2001 году мы выходим на условия 1996 года. 2003 год еще более благоприятен. Но мы планируем все-таки 2001 год. Если мы скажем — 2003 год, то и деньги будут планироваться только на 2003 год. А если мы хотим успеть к 2001 году, причем, успеть по хорошему, то уже сейчас надо начинать финансировать проект, чтобы начать работать.

— А какие планы с аэростатным зондом?

— По аэростату есть хорошие наработки. Он еще идет с начала 80-х годов, с проекта 5ВП и 5ВК “Вега”. Но пока никаких реальных планов в отношении его нет.

Осуществятся ли когда-нибудь эти планы покажет время. А пока остается лишь оплакивать проект “Марс-96” и надеяться на лучшее.

И.Лисов по сообщениям JPL, Рейтер, Франс Пресс и Дж.Мак-Дауэлла. 7 ноября 1996 г. в 12:00:49.99 EST (17:00:50 GMT) со стартового комплекса LC-17A Станции ВВС “Мыс Канаверал” был выполнен пуск РН “Дельта-2” с американской автоматической межпланетной станцией “Mars Global Surveyor” (MGS). Этим запуском началась рассчитанная на 10 лет американская Программа исследования Марса.

Астрономическое окно для запуска MGS продолжалось с 5 до 25 ноября. Каждый день имелось одно или два стартовых окна длительностью 1 сек, заданных выбором фиксированных азимутов стрельбы. Запуск был назначен на 6 ноября и мог быть выполнен либо в 12:11:16.7 EST, либо часом позже, в 13:15:44.3 EST, однако не состоялся в намеченный день из-за облачности и ветров на большой высоте. 7 ноября погода была благоприятной.

“Mars Global Surveyor” после установки на РН, закрыт одной створкой обтекателя; виден разгонный блок “Star 48”. Фото NASA.

Компоновка РН “Delta 2” с MGST. JPL.

Для запуска была использована РН “Delta 2” в конфигурации 7925 AUV (четвертый пуск носителя этого типа). Испытания космического аппарата закончились 22 октября, и в этот день он был установлен на ракету-носитель. Старт произошел в точке с координатами 28°26'47.26''с.ш., 80°33'55.1''з.д. Азимут стрельбы был 93.00°. Расчетная циклограмма выведения для пуска 7 ноября в 12:00:50 EST приведена в Табл. 1.

Работа девяти навесных ускорителей GEM и первой ступени позволила достичь высоты 115 км. Здесь включился двигатель AJ-10-118 второй ступени. Менее чем через 10 мин после запуска вторая ступень вышла на опорную круговую орбиту наклонением 28.47° и высотой 185 км.

После 30-минутного полета по опорной орбите над Индийским океаном двигатель второй ступени был включен повторно и была достигнута орбита высотой 173x4720 км. Через 50 сек после отсечки двигателя третья ступень и полезная нагрузка были раскручены до 60 об/мин, после чего отделены от 2-й ступени. 37 секунд спустя включился и проработал 87.3 секунды твердотопливный двигатель “Star 48” третьей ступени PAM-D, переводя станцию на трассу полета к Марсу.

В 17:51 сработала система замедления вращения 3-й ступени (были выведены стабилизирующие массы на длинных тросах). Станция MGS отделилась (фактическое время) в 17:51:41 GMT. Позже 3-я ступень отработала импульс в направлении, перпендикулярном плоскости орбиты, чтобы выжечь остатки топлива и предотвратить взрыв ступени, в результате чего наклонение орбиты ступени уменьшилось с 28.5 до 25.3°.

Табл.1. Расчетная циклограмма выведения MGS Событие Время от старта Время EST Старт 0.0 12:00:49.9 Скорость М=1 33.2 12:01:22.1 Максимальный скоростной напор 49.4 12:01:39.3 Выключение первой группы ускорителей 63.1 12:01:53.0 Включение второй группы ускорителей 65.5 12:01:55.4 Сброс 3 ускорителей первой группы 66.0 12:01:55.9 Сброс 3 ускорителей первой группы (?) 67.0 12:01:56.9 Выключение второй группы ускорителей 128.8 12:02:58.7 Сброс 3 ускорителей второй группы 132.5 12:03:01.4 Выключение двигателя 1-й ступени 260.6 12:05:10.5 Отделение 1-й ступени 268.6 12:05:18.5 Первое включение двигателя 2-й ступени 274.1 12:05:24.0 Сброс головного обтекателя 286.0 12:05:35.9 Первое выключение двигателя 2-й ступени 576.6 12:10:26.5 Второе включение двигателя 2-й ступени 2441.2 12:41:31.1 Второе выключение двигателя 2-й ступени 2567.6 12:43:37.5 Отделение 2-й ступени 2620.7 12:44:30.6 Включение двигателя 3-й ступени 2658.0 12:45:07.9 Выключение двигателя 3-й ступени 2745.3 12:46:35.2 Замедление вращения 3-й ступени 3022.6 12:51:12.5 Отделение 3-й ступени 3027.6 12:51:17.5

Станция “Mars Global Surveyor” получила международное обозначение 1996-062А. Номер, присвоенный этому объекту Космическим командованием США, установить не удалось.

В Т0+3155.2 сек (17:53 GMT) началось развертывание солнечных батарей MGS, на которое отводилось 300 секунд. От окончания развертывания СБ до начала радиопередачи станция провела поиск Солнца. Радиосигнал со станции был получен на 34-метровой антенне станции Сети дальней связи NASA в Тидбинбилле (Австралия) в расчетное время, в 18:13 GMT (T0+4318.5 сек). Телеметрия показала, что все системы аппарата работают нормально, но одна из двух панелей (по оси -Y) раскрылась не полностью. Два сегмента панели развернулись полностью и без замечаний, но панель в целом не дошла до штатного положения относительно корпуса станции на угол 18-20° и не встала на защелку.

Обе панели СБ (по 1.67 м² каждая) вырабатывали электроэнергию, мощности было достаточно, аккумуляторные батареи были полностью заряжены, и неполадка не несла немедленной угрозы станции. В ночь на 8 ноября группа управления компании “Lockheed Martin Astronautics” в Денвере выдала на станцию команды на включение нагревателей. Были переданы на борт уточнения для бортовой самокорректирующейся системы обнаружения неисправностей, чтобы она не реагировала на небольшие нарушения ориентации, вызванные неполным развертыванием панели — Y и нарушением балансировки.

Специалисты полагали что из-за холода в тени Земли демпфер используемый при развертывании батареи, потерял упругость и панель —Y раскроется полностью где-то после суток полета. Этого, однако, не произошло “В любом случае, мы не слишком обеспокоены этим, — заявил 8 ноября менеджер проекта в Лаборатории реактивного движения и директор миссии Гленн Каннингэм. У операторов остается возможность использовать привода поворота панелей солнечных батарей для того, чтобы повернуть ее на заданный угол.

9 ноября к 19:00 GMT станция MGS удалилась на 646000 км от Земли. В этот день выполнялся поиск опорных звезд. Из-за нарушенной ориентации этот процесс занял дольше, чем предполагалось, но примерно через 48 часов после старта с “вихлянием” аппарата удалось справиться. 10 ноября с помощью звездного датчика станция определила свою ориентацию в пространстве. В тот же день “Surveyor” был переведен в штатную ориентацию на этапе перелета: ось станции отклонена на 60° от Солнца, панели солнечных батарей наклонены на 30° вперед, скорость вращения вокруг оси составляет 0.01 об/мин. Такая закрутка позволяет поддерживать должный тепловой баланс аппарата, а звездный датчик постоянно сканирует небо.

После этого, собственно, и начался этап перелета. Со станции была сброшена телеметрия, записанная во время запуска, до того, как была установлена прямая связь с MGS.

12 ноября станция находилась в 1.5 млн км от Земли и двигалась со скоростью 33.1 км/с относительно Солнца. К этому дню был включен ультрастабильный осциллятор, один из шести научных инструментов станции, чтобы облегчить связь с КА. На всем этапе перелета связь с MGS будет вестись через антенну низкого усиления LGA, в основном из-за конфигурации аппарата и расположения солнечных батарей. На этапе перелета нельзя держать антенну высокого усиления HGA постоянно направленной на Землю, так как при этом аппарат будет слишком сильно нагреваться Солнцем. Постоянная связь через HGA будет поддерживаться только на орбите спутника Марса.

По состоянию на 12 ноября продолжался анализ телеметрии, технические испытания систем развертывания и компьютерное моделирование состояния панели солнечной батареи по оси —Y, чтобы исследовать возможные решения. Положение солнечных батарей на этапах перелета и фотографирования с рабочей орбиты малосущественно, но при аэродинамическом торможении оно может сказаться неблагоприятно. Кроме того, какое-то решение необходимо принять перед первой коррекцией. Рассматривается возможность использовать ускорение во время работы двигателя для принудительного раскрытия панели.

Наддув баков двигательной установки станции планировался на 14 ноября, через 7 суток после запуска, а первая из четырех коррекций траектории MGS — на 22 ноября. Однако из-за проблем с солнечной батареей наддув пришлось отложить до 20 ноября, а коррекцию перенести на 21 ноября.

“Mars Global Surveyor” должен выйти на начальную высокоэллиптическую орбиту искусственного спутника Марса 12 сентября 1997 г. и перейти путем аэродинамического торможения в верхней атмосфере на рабочую полярную орбиту высотой 450 км к январю 1998 г. С нее установленные на станции приборы проведут детальное фотографирование поверхности Марса, картирование минералов и будут наблюдать за погодными явлениями в глобальном масштабе.

(О конструкции и научной аппаратуре АМС “Mars Global Surveyor” мы планируем рассказать в следующем номере — Ред.)

23 октября.

И.Лисов по сообщению NASA. Американская станция “Галилео” не проводила съемку спутника Юпитера Ио во время сближения с ним 7 декабря 1995 г. Но и те данные, которые удалось получить с приборов для исследования плазмы и энергичных частиц, принесли неожиданные открытия.

На очередной сессии Американского астрономического общества в Таксоне руководитель эксперимента по изучению плазмы д-р Луис Фрэнк (Louis A. Frank) сообщил, что “Галилео”, по-видимому, прошел через плотную ионосферу Ио. На высоте около 900 км над Ио датчики станции зарегистрировали высокие концентрации ионов кислорода, серы и двуокиси серы. По-видимому, они забрасываются в эту область вулканами Ио и, вопреки ожиданиям, мощное магнитное поле Юпитера не может рассеять ионные облака. Предшествующие данные не указывали на возможность высотной ионосферы Ио. Так, радиозатмение “Пионера-10” этим спутником в 1973 г. показало, что высота ионосферы составляет только 30-60 км. “Вояджеры” обнаружили вулканы Ио, но максимальная высота выбросов из них не превышала нескольких сот километров. Похоже, что ионосфера Ио имеет переменные во времени характеристики, и ее размеры непосредственно зависят от активности вулканов.

Полученный результат может также подтвердить ранее разработанную теорию научного руководителя “Галилео” д-ра Торренса Джонсона (Torrence Johnson), который утверждал, что вулканические газы доставляются невидимыми выбросами на куда большие высоты над Ио, чем видимая пыль и другие вещества, которые отражают свет и потому наблюдаемы.

Детектор энергичных частиц EPD измерил во время пролета Ио мощные двунаправленные электронные пучки, ориентированные по магнитному полю Юпитера в окрестности спутника. Как сообщил руководитель эксперимента д-р Доналд Уилльямс (Donald J, Williams), пучки перекрывают диапазон энергий 15-190 кэВ. Эти пучки сходны с теми, что проникают в земную атмосферу и проявляются в виде полярных сияний, а также вносят положительные ионы и электроны. Юпитерианские пучки вносят в атмосферу планеты энергию порядка 1 ГВт.

Этой энергии, утверждает Уилльямс, достаточно для того, чтобы появлялись наблюдаемые авроральные излучения. Пучки являются свидетельством процесса ускорения частиц в окрестности Ио, который может быть связан с движением спутника сквозь плазму и магнитное поле Юпитера. Потребуются дополнительные исследования, чтобы установить, действительно ли эти пучки вносят вклад в полярные сияния Юпитера и связаны ли они с радиоизлучением, коррелированным с орбитальным движением Ио. По-видимому, эти же пучки играют роль в поддержании тора Ио — области ионизированных газов между спутником и планетой — и проявляются как сияния на самом Ио.

Есть и другие интересные находки. “Галилео” запечатлел вулкан Прометей, и сравнение нового снимка со сделанным “Вояджером” 17 лет назад показало, что вулканический выброс идет из точки на 75 км западнее, чем в 1979 году. Пока непонятно, идет ли речь о том же самом источнике, или же выброс исходит из нового источника. На поверхности Ио отмечается большое количество самых разных изменений по сравнению с тем, что увидели “Вояджеры”.

На Ганимеде отмечены очень интересные высокоширотные ударные кратеры, у которых южный, освещенный Солнцем склон кольцевого вала, темнее северного. Яркие белые области представляют собой, по мнению ученых, водяной иней. На других снимках Ганимеда видны детали замечательного сопоставления новой и старой раздробленной и нарушенной поверхности. В Лаборатории реактивного движения получена также стереопара снимков области Галилео — из снимков, сделанных при первом пролете в июне и при втором в сентябре — по ней изучается топография спутника.

С помощью фотополяриметра-радиометра PPR во время июньского пролета получены тепловые карты Большого красного пятна, дневной стороны Европы, ночной стороны Ио и обеих половинок Ганимеда. На картах Большого красного пятна показаны температуры атмосферы на уровнях давления 250 и 500 миллибар. Установлено, что пятно холоднее, чем его окрестности. Это соответствует предшествовавшим наблюдениям с Земли и “Вояджеров”, по которым пятно было идентифицировано как антициклонический вихрь с центральным поднятием и понижением к краю.

Радиометр показал, что температура на ночной стороне Ио составляет —226-229°С. С помощью спектрометра NIMS и камеры SSI была измерена температура “горячих точек” на Ио, включая извергающиеся и спокойные вулканы. Она составила + 147..+347°С.

А вот на тихой, неактивной Европе PPR намерил в полдень “всего” —145°С. Это, вероятно, означает, что поверхность Европы покрыта тонкозернистым пористым льдом. На Каллисто и Ганимеде NIMS и SSI показали наличие гидратированных материалов, или, возможно, инея двуокиси углерода.

30 октября. Сообщение JPL. Передача последних данных сентябрьского пролета AMС “Галилео” у Ганимеда была запланирована на 28 и 29 октября. В остающиеся часы передачи данных продолжается подготовка к следующему пролету спутника Юпитера — Каллисто — который состоится в понедельник 4 ноября в 05:30 PST (13:30 GMT).

Группа управления сделала на прошедшей неделе 10 и приняла 8 оптических навигационных снимков Каллисто на фоне звезд.

Траектория станции оказалась настолько удачной, что работа по подготовке командных последовательностей для коррекции орбиты была прекращена. Тем не менее еще есть возможность, если потребуется, провести коррекцию ОТМ-13 1 ноября.

4 ноября “Галилео” пройдет на высоте 1104 км над Каллисто — самым удаленным и поэтому самым спокойным из четырех галилеевых спутников Юпитера. Каллисто имеет наиболее старую и кратерированную поверхность среди всех исследованных тел Солнечной системы. Кратеры покрывают ледяную поверхность Каллисто сплошь — по оценкам, чтобы их накопилось столько, нужно несколько миллиардов лет. Два пролета у Каллисто — в ноябре и затем в июне 1997 г — должны помочь установить причину столь долгой “спячки” спутника.

1 ноября начнется эксплуатация комплекса из пяти антенн Сети дальней связи DSN, образованного для увеличения пропускной способности радиолинии “Галилео”-Земля.

7 ноября. И.Лисов по сообщениям JPL. Утром 4 ноября орбитальный аппарат “Галилео” впервые выполнил близкий пролет Каллисто, пройдя на высоте 1110 км над поверхностью спутника.

Каллисто очень непохожа на другие, более близкие к Юпитеру, галилеевы спутники — тектонический Ганимед, вулканический Ио и Европу, у которой под слоем льда, возможно, находится водяной океан. Каллисто кажется неактивной, а ее поверхность покрыта огромным количеством кратеров. Судя по их обилию (и даже с поправкой на то, что частота метеоритных ударов в прошлом неизвестна), поверхность Каллисто подвергалась бомбардировке в течение нескольких миллиардов лет и является поэтому древнейшей в Солнечной системе. Как и Ганимед, Каллисто предположительно имеет ядро из скальных пород, окруженное льдом.

“Галилео” прошел на минимальном расстоянии от Каллисто 4 ноября в 13:34 GMT (05:34 PST). Научная аппаратура “Галилео” была запрограммирована для зондирования поверхности Каллисто, чтобы определить ее состав и историю, попытаться найти признаки какой-либо активности, в частности, тектонической, и признаков возможного собственного магнитного поля.

Встреча с Юпитером произошла при почти максимальном расстоянии между ним и Землей. Поэтому для приема слабого сигнала с “Галилео” был впервые задействован комплекс из пяти крупных антенн (см. статью “Межконтинентальный антенный комплекс начинает работу”).

Станция пройдет перицентр своей орбиты 7 ноября. На этом же витке “Галилео” пролетит на расстоянии всего в 34000 км от Европы. Аппарат будет наблюдать и Европу, и Юпитер (с расстояния 658000 км) с неосвещенной стороны, что позволит провести важные атмосферные измерения и пронаблюдать полярные сияния. На следующем витке, 19 декабря, “Галилео” впервые выполнит близкий пролет Европы.

28 октября. Сообщение JPL. Завершено определение концепции и начат этап проектирования, отработки и производства космического аппарата NASA “Stardust” для возвращения на Землю образцов космической и кометной пыли. “Stardust” успешно прошел так называемый “предварительный смотр”, разделяющий фазы В и C/D проекта.

Станция создается в рамках программы малых АМС “Discovery”. NASA выделило на разработку аппарата 118 млн $, и еще 37 млн$ потребуются для управления полетом.

В июне 1997 г. состоится “критический смотр проекта”, цель которого — подтвердить, что проект завершен и изготовление подсистем для сборки идет по графику. В феврале 1998 г. начнется сборка станции, а в феврале 1999 г. она будет запущена.

Stardust сделает два витка вокруг Солнца, собирая в аэрогелевую ловушку частицы межзвездной пыли. (Аэрогель — это губчатый силикагель, в котором 99% объема свободны. Пылевая частица, попадая в аэрогель, постепенно замедляется и застревает в нем. Поскольку аэрогель почти прозрачен, треки попавших частиц видны и позволяют найти их.) В 2004 г. станция выполнит пролет кометы Вильда-2 со сбором пыли из ее хвоста, а 2006 г возвращаемая капсула “Stardust” будет посажена в штате Юта (США), а сама станция продолжит полет по гелиоцентрической орбите.

Научный руководитель проекта “Stardust” д-р Дон Браунли гарантирует, что станция сможет вернуть не менее 1000 частиц, каждая из которых в 4 раза меньше толщины человеческого волоса. Вероятно, в аэрогелевую ловушку попадет и множество частиц других размеров.

Менеджером программы от Лаборатории реактивного движения является Кен Аткинс (Ken Atkins). Космический аппарат и возвращаемую капсулу изготовит “Lockheed Martin Astronautics” (Денвер, Колорадо). JPL разрабатывает навигационную камеру КА. Прибор для анализа кометной и межзвездной пыли делает Йохен Киссель (Jochen Kissel) из Института Макса Планка в Германии.

1 ноября. Сообщение NASA. Очередная серия испытаний российского марсохода, оснащенного американской аппаратурой, пройдет 1-12 ноября на полигоне вблизи Флагстаффа (Аризона), на полупустынных землях резервации индейцев навахо. Здесь будут отрабатываться технологии, которые могут использоваться во время российско-американской миссии “Mars Together”, предварительно намеченной на 2001 год.

1 и 12 ноября, однако, марсоходом будут управлять не специалисты NASA, а учащиеся школ из городка Тьюба-Сити и нескольких других школ Аризоны, используя для этого компьютеры, подключенные к сети Internet. Основной цикл испытаний пройдет 4-9 ноября под руководством д-ра Кэрол Строукер из Исследовательского центра имени Эймса. В течение этих шести дней будет отрабатываться научная работа на поверхности Марса.

В испытаниях участвует шестиколесный марсоход, оснащенный американской системой управления, компьютерами и научными инструментами. Марсоход оснащен также манипулятором для отбора скальных и осадочных пород и стереовидеокамерой на поворотной платформе, изображение с которой будет в реальном масштабе передаваться по спутниковой линии в Центр Эймса. Там, в “центре управления , будет находиться группа инженеров НПО имени С.А.Лавочкина и несколько учеников-индейцев. Оттуда в режиме виртуальной реальности с помощью компьютерного интерфейса VEVI будет вестись управление. Виртуальная реальность моделирует ситуацию, которую невозможно знать непосредственно из-за большой длительности распространения сигнала по линии Земля-Марс-Земля.

Ученые считают, что выбранное место является отличным аналогом марсианской поверхности. Кроме того, индейцы навахо проявляют очень большой интерес к космонавтике: в их мифологии люди навахо пришли со звезд и должны вернуться обратно.

далее

назад